PL244958B1

PL244958B1 - Hybrid beam for construction applications

Info

Publication number: PL244958B1
Application number: PL430298A
Authority: PL
Inventors: Krystyna Nagrodzka-Godycka; Marek Wesołowski; Jarosław Kondrat; Maciej Solarczyk
Original assignee: H H Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia; H+H Polska Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością; Politechnika Gdanska; Politechnika Gdańska
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2024-04-08
Also published as: PL430298A1

Abstract

Belka hybrydowa wykonana z betonu sprężonego i betonu komórkowego, w której część wykonana z betonu sprężonego, w przekroju poprzecznym przez belkę, stanowi ukształtowanie przestrzenne zawierające takie elementy jak: półka górna i środnik, charakteryzuje się tym, że środnik (1) przechodzi w półkę górną (3) w górnej części belki oraz w półkę dolną (2), wykonaną z betonu sprężonego, w dolnej części belki. Ponadto w na najszerszej części szerokość półki górnej (3) i półki dolnej (2), w przekroju poprzecznym belki, jest większa od szerokości środnika (1). Ukształtowanie betonu sprężonego w betonie komórkowym jest takie, że wewnętrzny kąt przejścia α pomiędzy półką górną (3) a środnikiem (1) oraz pomiędzy półką dolną (2) a środnikiem (1) stanowi kąt ostry α<90° uzyskując ten sposób skośne przejście środnika w półkę górną (3) i dolną (2). Co najmniej w środniku (1) wykonane jest zbrojenie w postaci strzemion (4).A hybrid beam made of prestressed concrete and aerated concrete, in which the part made of prestressed concrete, in the cross-section through the beam, is a spatial shape containing elements such as: the upper flange and the web, characterized by the fact that the web (1) passes into the upper flange (3) in the upper part of the beam and in the lower flange (2), made of prestressed concrete, in the lower part of the beam. Moreover, in the widest part, the width of the upper flange (3) and the lower flange (2), in the cross-section of the beam, is greater than the width of the web (1). The shape of prestressed concrete in aerated concrete is such that the internal transition angle α between the upper flange (3) and the web (1) and between the lower flange (2) and the web (1) is an acute angle α<90°, thus obtaining an oblique web transition into the upper (3) and lower (2) shelves. At least in the web (1) there is reinforcement in the form of stirrups (4).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku są belki hybrydowe, w kilku wariantach wykonania, wykonane z połączenia betonu komórkowego z betonem sprężonym w technologii strunobetonowej, do zastosowań w budownictwie ogólnym, zwłaszcza do wykonywania nadproży oraz belek stropowych.The subject of the invention are hybrid beams, in several variants, made of a combination of aerated concrete and prestressed concrete using pre-stressed concrete technology, for use in general construction, especially for making lintels and ceiling beams.

Opisano w literaturze nieliczne prototypowe belki hybrydowe złożone z betonu komórkowego oraz betonu sprężonego. Badania trzech jednoprzęsłowych belek hybrydowych tego typu przeprowadzili M. Flansbjer i B.G, Hellers (Flansbjer M., Hellers B.G.: BCE - elementy konstrukcyjne złożone z bloczków ABK, Materiały Budowlane Nr 4, 2014 str. 50-51). Zastosowano w nich beton komórkowy o gęstości 600 kg/m³ i wytrzymałości 3,6 MPa oraz beton sprężony o klasie C40/50, o maksymalnym wymiarze ziaren kruszywa 4 mm oraz cięgno sprężające o wytrzymałości 1860 MPa. Belki miały długość 9,15 m. Uzyskane wyniki były niejednoznaczne i niezbyt obiecujące. Jedna z belek zniszczyła się pod ciężarem własnym, w innej belce wystąpiły kłopoty z zakotwieniem cięgien, co wymusiło zmianę rozpiętości belek i schematu statycznego. Mechanizmy zniszczenia były odmienne w każdej z badanych belek. Belka nr 1 zniszczyła się w wyniku nadmiernych ugięć, belka nr 2 z uwagi na zginanie, natomiast belka nr 3 zniszczyła się w strefie przypodporowej na ścinanie.Few prototype hybrid beams composed of aerated concrete and prestressed concrete have been described in the literature. Tests of three single-span hybrid beams of this type were carried out by M. Flansbjer and BG, Hellers (Flansbjer M., Hellers BG: BCE - structural elements composed of ABK blocks, Building Materials No. 4, 2014 pp. 50-51). They used aerated concrete with a density of 600 kg/m ³ and a strength of 3.6 MPa and prestressed concrete of class C40/50, with a maximum aggregate grain size of 4 mm and a prestressing tendon with a strength of 1860 MPa. The beams were 9.15 m long. The results obtained were ambiguous and not very promising. One of the beams collapsed under its own weight, and in another beam there were problems with anchoring the tendons, which forced a change in the beam span and static scheme. The failure mechanisms were different in each of the tested beams. Beam No. 1 failed due to excessive deflections, beam No. 2 failed due to bending, and beam No. 3 failed in the support zone due to shear.

Technologia strunobetonowa polega na sprężeniu konstrukcji przed jej zabetonowaniem. Sprężenie przekazuje się na element poprzez przyczepność na styku stali sprężającej z betonem. Z uwagi na ten fakt pełna siła sprężająca przekazuje się na beton w pewnej odległości od początku elementu. Odcinek ten zwany jest długością transmisji. W tej technologii utrudnione jest prowadzenie cięgien sprężających wewnątrz elementu - w związku z tym najczęściej występuje prosta trasa, co prowadzi do wniosku, że najłatwiej tę technologię stosować w elementach swobodnie podpartych.Pre-stressed concrete technology involves prestressing the structure before concreting it. The tension is transferred to the element through adhesion at the interface between the prestressing steel and the concrete. Due to this fact, the full prestressing force is transferred to the concrete at a certain distance from the beginning of the element. This section is called the transmission length. In this technology, it is difficult to guide the prestressing tendons inside the element - therefore, a straight route is most often used, which leads to the conclusion that this technology is easiest to use in simply supported elements.

Pierwsze próby sprężania konstrukcji datowane są na 1888 rok przez P. H. Jacksona w Stanach Zjednoczonych oraz C.W. Dohringa w Niemczech. Z uwagi na problemy związane ze zbyt dużymi stratami siły sprężającej w czasie próby te były nieefektywne. Dopiero od 1930 roku dzięki francuskiemu inżynierowi Eugenowi Freyssinetowi uzyskano zadowalające wyniki sprężania konstrukcji.The first attempts at prestressing structures date back to 1888 by P. H. Jackson in the United States and C.W. Dohring in Germany. Due to problems related to excessive losses of prestressing force during the tests, these tests were ineffective. Only in 1930, thanks to the French engineer Eugen Freyssinet, satisfactory results of stressing structures were achieved.

W publikacji M. Flansbjer i wsp. BCE Elementy konstrukcyjne złożone z bloczków ABK - Materiały Budowlane rok 2014 nr 8, str. 50-51, bardzo ogólnie opisano budowę belki. Opisano, że wraz z wprowadzeniem bloczków BCE (Block Composed Elements - elementy konstrukcyjne złożone z bloczków) możliwe stało się zupełnie nowe podejście. Bloczki z ABK produkuje się zgodnie z dotychczasową technologią, a następnie zestawia się je, spręża i łączy za pomocą HPC (High Performing Concrete - betonu wysokiej wytrzymałości) w celu utworzenia konstrukcji zespolonej. W tym przypadku stal potrzebna jest tylko do przeniesienia rozciągania. Wspomniano jedynie, że istotne jest połączenie między ABK i HPC. Nie opisano również wzmocnienia belki.In the publication by M. Flansbjer et al. BCE Structural elements composed of ABK blocks - Building Materials 2014 No. 8, pp. 50-51, the structure of the beam is described very generally. It was described that with the introduction of BCE blocks (Block Composed Elements - structural elements composed of blocks), a completely new approach became possible. AAC blocks are produced in accordance with existing technology, and then they are assembled, compressed and connected using HPC (High Performing Concrete) to create a composite structure. In this case, steel is only needed to transfer the tension. It was only mentioned that the connection between ABK and HPC is important. The beam reinforcement was also not described.

W publikacji PL420527 opisano sposób wytwarzania prefabrykowanej belki żelbetowo-sprężonej i belkę wykonaną sposobem, polegający na formowaniu betonowego elementu konstrukcyjnego o sprężonym pasie dolnym i żelbetowym środniku, w którym formowanie przeprowadza się w dwóch etapach. Dodatkowo belka zawiera elementy zespalające. Belka jest dwuteowa wykonana ze strunobetonu. Sprężany pierwszy element belki formuje się w postaci pasa dolnego, wykonanego jako strunobetonowy albo kablobetonowy, zaś drugi element belki formuje się w postaci żelbetowego środnika. Półka dolna ma kształt czteroboka. Wytrzymałość belki może być jednakże ograniczona.Publication PL420527 describes a method of producing a prefabricated prestressed reinforced concrete beam and a beam made by a method consisting in forming a concrete structural element with a prestressed bottom flange and a reinforced concrete web, in which the forming is carried out in two stages. Additionally, the beam contains connecting elements. The beam is an I-beam made of pre-stressed concrete. The prestressed first beam element is formed in the form of a lower flange made of pre-tensioned concrete or post-tensioned concrete, while the second beam element is formed in the form of a reinforced concrete web. The lower shelf has a four-sided shape. However, the strength of the beam may be limited.

Belki najczęściej poddane są działaniu momentów zginających oraz sił tnących. Ze stanu techniki wiadomym jest, że z uwagi na zginanie idealnym przekrojem poprzecznym wykonanym z betonu oraz stali (żelbetowym lub sprężonym) jest przekrój teowy, co schematycznie przedstawiono na figurze ilustrującej stan techniki - 1 - stan techniki - przekrój teowy poddany zginaniu. Siłę ściskającą w całości przenosi beton - półka górna 3, natomiast siłę rozciągającą zbrojenie umieszczone w strefie rozciąg anej 5. Im większa odległość pomiędzy wypadkową siłą w betonie Fc a wypadkową siłą w zbrojeniu rozciąganym Fi (z - ramię sił wewnętrznych) tym wyższa nośność elementu (zatem do belki można przyłożyć większe obciążenie). Idealny przekrój z uwagi na czyste zginanie to przekrój o zerowej szerokości środnika 1 - czyli środnik ma szerokość b_w = 0 cm. Należy jednakże zapewnić odpowiednią nośność belki z uwagi na siły tnące.Beams are most often subjected to bending moments and shear forces. It is known from the state of the art that, due to bending, the ideal cross-section made of concrete and steel (reinforced concrete or prestressed) is a T-section, which is schematically shown in the figure illustrating the state of the art - 1 - state of the art - T-section subjected to bending. The entire compressive force is transferred by the concrete - the upper flange 3, while the tensile force is transferred by the reinforcement placed in the tension zone 5. The greater the distance between the resultant force in the concrete Fc and the resultant force in the tension reinforcement Fi (z - arm of internal forces), the higher the load-bearing capacity of the element ( therefore, a greater load can be applied to the beam). The ideal cross-section due to pure bending is a cross-section with zero web width 1 - i.e. the web has a width b _w = 0 cm. However, adequate load-bearing capacity of the beam must be ensured due to shear forces.

W związku z tym celem wynalazku jest opracowanie takiego ukształtowania betonu sprężonego w stosunku do betonu komórkowego, która umożliwi transfer obciążenia z górnej powierzchni elementu w kierunku podpory. Ukształtowanie betonu sprężonego w belce opisywane jest z perspektywy przekroju poprzecznego.Therefore, the aim of the invention is to develop such a shape of prestressed concrete in relation to aerated concrete that will enable the transfer of load from the upper surface of the element towards the support. The shape of prestressed concrete in a beam is described from the perspective of a cross-section.

Na podstawie badań doświadczalnych okazało się, że dobre efekty daje wykonanie półki dolnej w kształcie 6-kąta lub 8-kąta i zastosowanie zbrojenia poprzecznego w postaci strzemion w środniku i zbrojenia rozciąganego w części dolnej lub wykonanie w innym wariancie środnika w postaci zbrojeniowej siatki zgrzewanej. Celem wynalazku było opracowanie takiego ukształtowania betonu sprężonego w stosunku do betonu komórkowego, która umożliwi transfer obciążenia z górnej powierzchni elementu w kierunku podpory. Dodatkowo opracowano również, że należy zastosować zbrojenie poprzeczne w postaci strzemion w środniku/środnika w postaci zbrojeniowej siatki zgrzewanej.Based on experimental tests, it turned out that good results are achieved by making the lower flange in the shape of a 6-gon or 8-gon and using transverse reinforcement in the form of stirrups in the web and tensile reinforcement in the lower part, or in another variant, making the web in the form of a welded reinforcing mesh. The aim of the invention was to develop such a shape of prestressed concrete in relation to aerated concrete that would enable the transfer of load from the upper surface of the element towards the support. Additionally, it was also developed that transverse reinforcement should be used in the form of stirrups in the web/web in the form of a reinforced welded mesh.

W wynalazku zdecydowano o połączeniu dwóch materiałów: betonu komórkowego oraz betonu sprężonego - tworząc belki hybrydowe. Dodatkowo przyjęto również, że należy zastosować minimalną liczbę zbrojenia poprzecznego w postaci strzemion w środniku. Ustalono w trakcie prac nad wynalazkiem, że istotnym jest, aby ukształtowanie betonu sprężonego w betonie komórkowym było takie, by wewnętrzny kąt przejścia a pomiędzy półką górną i dolną a środnikiem belek hybrydowych był kątem ostrym <90° uzyskując w ten sposób skośne przejście środnika w półkę górną i dolną. Ustalono, aby w górnej części belki ukształtowanie betonu sprężonego miało formę prostokąta o szerokości b i wysokości hf. Ustalono cechy, aby półka górna belki hybrydowej z racji przenoszenia naprężeń ściskających była rozbudowana.In the invention, it was decided to combine two materials: aerated concrete and prestressed concrete - creating hybrid beams. Additionally, it was also assumed that the minimum amount of transverse reinforcement in the form of stirrups in the web should be used. It was established during the work on the invention that it is important that the shape of the prestressed concrete in the aerated concrete is such that the internal transition angle a between the upper and lower flange and the web of the hybrid beams is an acute angle <90°, thus obtaining an oblique transition of the web into the flange. upper and lower. It was determined that the shape of the prestressed concrete in the upper part of the beam would be a rectangle with a width b and a height hf. Features were determined so that the upper flange of the hybrid beam would be expanded due to the transfer of compressive stresses.

Przedmiotem wynalazku jest zatem belka hybrydowa do zastosowania w budownictwie, w której część wykonana jest z betonu sprężonego wykonanego w betonie komórkowym, przy czym część wykonana z betonu sprężonego stanowi ukształtowanie przestrzenne zawierające takie elementy jak: półka górna, półka dolna, a ponadto belka zawiera środnik pomiędzy, która charakteryzuje się tym, że w pierwszym wariancie wykonania część prostopadłościennej belki hybrydowej zbudowanej z betonu sprężonego uformowana jest w betonie komórkowym w ten sposób, że półka górna przechodzi w prostokątny w przekroju poprzecznym środnik. Środnik przechodzi w ośmiokątną w przekroju poprzecznym w półkę dolną, licząc skośne przejścia środnika w półkę dolną, otoczoną z każdej strony betonem komórkowym, a ponadto co najmniej w środniku wykonane jest zbrojenie w postaci strzemion. W drugim wariancie wynalazku, półka górna przechodzi w prostokątny w przekroju poprzecznym środnik przechodzący w sześciokątną w przekroju poprzecznym półkę dolną, licząc skośne przejścia środnika w półkę dolną, otoczoną z góry i z boku betonem komórkowym. Krawędź dolna belki, w miejscu półki dolnej wykonana jest z betonu sprężonego, a w środniku wykonane jest zbrojenie w postaci strzemion. W trzecim wariancie wynalazku, zawiera sześciokątną w przekroju poprzecznym półkę górną, licząc skośne przejścia pomiędzy środnikiem a półką górną otoczoną z boków i z dołu betonem komórkowym. Krawędź górna belki w miejscu półki górnej wykonana jest z betonu sprężonego i belka zawiera sześciokątną w przekroju poprzecznym półkę dolną, licząc skośne przejścia pomiędzy środnikiem, otoczoną z góry i z boków betonem komórkowym. Krawędź dolna belki w miejscu półki dolnej wykonana jest z betonu sprężonego, przy czym środnik wykonany jako zbrojeniowa siatka zgrzewana wykonana z drutów. W każdym wariancie pole przekroju betonu sprężonego wynosi od 68,7 do 81% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki, zaś pole przekroju betonu komórkowego wynosi od 31,3% do 19% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki. W najszerszej części szerokość półki górnej i półki dolnej, w przekroju poprzecznym belki, jest większa od szerokości środnika, przy czym ukształtowanie betonu sprężonego w betonie komórkowym jest takie, że wewnętrzny kąt przejścia pomiędzy półką górną a środnikiem oraz pomiędzy półką dolną a środnikiem stanowi kąt ostry wynoszący 30-50 uzyskując w ten sposób skośne przejście środnika w półkę górną i dolną.The subject of the invention is therefore a hybrid beam for use in construction, in which the part is made of prestressed concrete made of aerated concrete, and the part made of prestressed concrete is a spatial shape containing elements such as: an upper flange, a lower flange, and the beam also contains a web. between, which is characterized by the fact that in the first variant, part of the cuboidal hybrid beam made of prestressed concrete is formed in aerated concrete in such a way that the upper flange turns into a web that is rectangular in cross-section. The web is octagonal in cross-section into the lower flange, counting the diagonal transitions of the web into the lower flange, surrounded on all sides by aerated concrete, and at least in the web there is reinforcement in the form of stirrups. In the second variant of the invention, the upper flange transforms into a web that is rectangular in cross-section and turns into a lower flange that is hexagonal in cross-section, counting the diagonal transitions of the web into the lower flange, surrounded from above and from the side by aerated concrete. The lower edge of the beam, in place of the lower flange, is made of prestressed concrete, and the web is reinforced with stirrups. In the third variant of the invention, it contains an upper flange that is hexagonal in cross-section, counting the diagonal transitions between the web and the upper flange surrounded on the sides and bottom by aerated concrete. The upper edge of the beam in place of the upper flange is made of prestressed concrete and the beam contains a hexagonal lower flange in cross-section, counting the diagonal transitions between the web, surrounded from above and on the sides by aerated concrete. The lower edge of the beam at the lower flange is made of prestressed concrete, with the web made of a reinforced welded mesh made of wires. In each variant, the cross-sectional area of the prestressed concrete is from 68.7 to 81% of the total cross-sectional area of the beam, and the cross-sectional area of aerated concrete is from 31.3% to 19% of the total cross-sectional area of the beam. In the widest part, the width of the upper flange and the lower flange, in the cross-section of the beam, is greater than the width of the web, and the shape of the prestressed concrete in aerated concrete is such that the internal angle of transition between the upper flange and the web and between the lower flange and the web is an acute angle. of 30-50, thus obtaining an oblique transition of the web into the upper and lower flange.

Korzystnie, minimalna szerokość środnika w przekroju poprzecznym belki wynosi b_w = 4 cm.Preferably, the minimum web width in the cross-section of the beam is b _w = 4 cm.

Korzystnie, element wykonany z betonu sprężonego zajmuje całą wysokość belki - począwszy od krawędzi górnej do krawędzi dolnej belki.Preferably, the element made of prestressed concrete occupies the entire height of the beam - from the upper edge to the lower edge of the beam.

Korzystnie, półka górna i/lub półka dolna przechodzi przez całą szerokość belki.Preferably, the upper flange and/or lower flange extends across the entire width of the beam.

Korzystnie, półka dolna otoczona jest betonem komórkowym.Preferably, the lower shelf is surrounded by aerated concrete.

Korzystnie, relacja pomiędzy polem przekroju betonu sprężonego a polem przekroju betonu komórkowego wynosi od około 80% do około 15% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki.Preferably, the relationship between the cross-sectional area of the prestressed concrete and the cross-sectional area of the aerated concrete is from about 80% to about 15% of the total cross-sectional area of the beam.

Zaletami betonu komórkowego są jego dobre właściwości izolacyjności cieplnej, akustycznej oraz odporność ogniowa. Cechy te kwalifikują beton komórkowy jako element zewnętrzny, osłonowy dla betonu sprężonego. Ponadto beton komórkowy ma znacznie mniejszy ciężar objętościowy niż konstrukcyjny beton sprężony - jego zastosowanie pozwala zatem na znaczne ograniczenia ciężaru własnego elementów. Minimalna wytrzymałość betonu komórkowego na ściskanie powinna wynosić 1,5 MPa. Opracowano zatem najbardziej efektywne ukształtowanie elementów z tego betonu. Przejście pomiędzy półką górną i dolną a środnikiem belek dobrano tak, aby przyrost naprężeń stycznych nie następował w sposób nagły, lecz możliwie równomierny i łagodny. Przejście stanowi również zaletę dla betonu komórkowego - nie pozwala na zbyt duże lokalne osłabienie bloczka. Okazało się, że korzyści daje kąt nachylenia przejścia a stanowiący dany kąt ostry (<90°). Z uwagi na ułatwienie wykonywania elementów w zakładzie prefabrykacji wybrano technologię strunobetonu. Związane z nią jest zjawisko sprężystego skrócenia betonu. Następuje zatem zagrożenie ścięciem pomiędzy betonem komórkowym a sprężonym w kierunku podłużnym. W celu uniknięcia odspojenia pionowego pomiędzy jednym materiałem belki hybrydowej a drugim zastosowano ukształtowanie w postaci półki dolnej w dolnej części belek hybrydowych. Kształt półki dolnej zapobiega odspojeniu pionowemu pomiędzy jednym materiałem belki hybrydowej a drugim. Innymi korzyściami z opracowanego wynalazku są: osiągnięcie większej rozpiętości niż belka żelbetowa o identycznych gabarytach; ograniczenie ciężaru własnego belki; zastosowanie betonu komórkowego zabezpiecza element na wypadek pożaru oraz zapewnia lepszą trwałość konstrukcji z uwagi na warunki środowiskowe. Atutem rozwiązania jest fakt, że belki hybrydowe są elementami prefabrykowanymi, które cechuje łatwość montażu oraz pozwalają na eliminację konieczności wylewania betonu na budowie, dzięki czemu można zaoszczędzić czas oraz zminimalizować koszty budowy.The advantages of aerated concrete are its good thermal and acoustic insulation properties and fire resistance. These features qualify aerated concrete as an external, protective element for prestressed concrete. In addition, aerated concrete has a much lower volumetric weight than structural prestressed concrete - its use therefore allows for significant reductions in the self-weight of the elements. The minimum compressive strength of aerated concrete should be 1.5 MPa. Therefore, the most effective shape of elements made of this concrete was developed. The transition between the upper and lower flange and the web of the beams was selected so that the increase in shear stresses did not occur suddenly, but as evenly and gently as possible. The transition is also an advantage for aerated concrete - it does not allow for too much local weakening of the block. It turned out that the angle of inclination of the passage a, which is a given acute angle (<90°), provides benefits. Due to the ease of making elements in the prefabrication plant, pre-stressed concrete technology was chosen. It is related to the phenomenon of elastic shortening of concrete. There is therefore a risk of shearing between the aerated concrete and the prestressed concrete in the longitudinal direction. In order to avoid vertical separation between one material of the hybrid beam and the other, a shape in the form of a lower shelf was used in the lower part of the hybrid beams. The shape of the bottom flange prevents vertical separation between one hybrid beam material and another. Other benefits of the developed invention are: achieving a larger span than a reinforced concrete beam of identical dimensions; limiting the beam's own weight; the use of aerated concrete protects the element in the event of fire and ensures better durability of the structure due to environmental conditions. The advantage of the solution is the fact that hybrid beams are prefabricated elements that are easy to install and eliminate the need to pour concrete on the construction site, thus saving time and minimizing construction costs.

Wynalazek przedstawiono bliżej w przykładach wykonania oraz na rysunkach, na których poszczególne figury przedstawiają:The invention is presented in more detail in examples of embodiment and in the drawings, in which individual figures show:

Fig. 1. Belka hybrydowa w widoku aksonometrycznym,Fig. 1. Hybrid beam in axonometric view,

Fig. 2. Schemat statyczny oraz oznaczenie przekroju poprzecznego belek hybrydowych,Fig. 2. Static diagram and cross-section marking of hybrid beams,

Fig. 3. Belka hybrydowa w pierwszym wariancie wykonania w przekroju poprzecznym belki przekrój A-A,Fig. 3. Hybrid beam in the first variant in the cross-section of the beam, section A-A,

Fig. 4. Belka hybrydowa w drugim wariancie wykonania w przekroju poprzecznym belki - przekrój A-A,Fig. 4. Hybrid beam in the second variant of the beam cross-section - section A-A,

Fig. 5. Belka hybrydowa w trzecim wariancie wykonania w przekroju poprzecznym belki - przekrój A-A.Fig. 5. Hybrid beam in the third variant in the cross-section of the beam - section A-A.

Trzy różne warianty wykonania wynalazku przedstawiono w trzech wariantach wykonania, pokazanych na Fig. 3, Fig. 4 i Fig. 5, opisanych w dalszych przykładach wykonania. Pole przekroju betonu sprężonego wynosi odpowiednio od 69 do 81% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki w zależności od proponowanego w przykładach rozwiązania (1,2 lub 3). Natomiast pole przekroju betonu komórkowego stanowi od 29% do 19% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki, w zależności od przyjętego rozwiązania.Three different embodiments of the invention are shown in the three embodiments shown in Fig. 3, Fig. 4 and Fig. 5, described in the following embodiments. The cross-sectional area of the prestressed concrete ranges from 69 to 81% of the total cross-sectional area of the beam, depending on the solution proposed in the examples (1, 2 or 3). However, the cross-sectional area of aerated concrete is from 29% to 19% of the total cross-sectional area of the beam, depending on the solution adopted.

Na ostatniej figurze oznaczonej jako stan techniki przedstawiono znane rozwiązanie dla wyjaśnienia celu wynalazku.The last figure marked as prior art shows a known solution to explain the purpose of the invention.

Opisywane warianty wykonania odnoszą się do przekroju poprzecznego belki pokazanego na Fig. 2.The described execution variants refer to the cross-section of the beam shown in Fig. 2.

Spis oznaczeń z rysunku:List of symbols from the drawing:

- środnik- web

- półka dolna- bottom shelf

- półka górna- top shelf

- strzemię- stirrup

- zbrojenie rozciągane- tension reinforcement

- miejsce przejścia pomiędzy półką górną i dolną a środnikiem - przejście- place of transition between the upper and lower flange and the web - transition

BK - beton komórkowyBK - aerated concrete

BS - beton sprężonyBS - prestressed concrete

P - podporaP - support

Przykład 1Example 1

Belka hybrydowa zbudowana jest z betonu sprężonego BS uformowanego w betonie komórkowym BK. Belka jest prostopadłościenna. Na Fig. 3 przedstawiono geometrię belki hybrydowej w przykładzie 1 rozwiązania. Ukształtowanie betonu sprężonego BS w przekroju poprzecznym ma formę dwuteownika i zawiera takie elementy jak półka górna 3 o formie prostokąta, która przechodzi skośnie w środnik 1 o kształcie prostokąta, który w dolnej części przechodzi i w półkę dolną 2 otoczoną z każdej strony betonem komórkowym BK. Środnik 1 przechodzi w półkę górną 3 i półkę dolną 2 poprzez skos tworząc kształt wielokąta, dzięki czemu element stanowi jedną formę. Półka dolna 2 ma kształt sześciokąta nie licząc skosu pomiędzy środnikiem 1 a półką dolną 2 lub ośmiokąta licząc skos przejścia 6 środnika 1 w półkę dolną 2. Szerokość półki dolnej 2 jest większa niż szerokość środnika 1. Istotnym jest takie uformowanie przejścia 6 wewnętrznego pomiędzy środnikiem 1 a półkami - półka górną 3 i półką dolną 2, aby uzyskać kąt nachylenia przejścia 6 a będący kątem ostrym i wynoszącym w tym przykładzie a = 30°.The hybrid beam is made of BS prestressed concrete formed in BK aerated concrete. The beam is cuboid. Fig. 3 shows the geometry of the hybrid beam in solution example 1. The shape of the BS prestressed concrete has the form of an I-beam in cross-section and includes elements such as the upper flange 3 in the form of a rectangle, which passes diagonally into the web 1 in the shape of a rectangle, which in the lower part passes into the lower flange 2 surrounded on all sides by BK aerated concrete. The web 1 passes into the upper flange 3 and the lower flange 2 through a chamfer, creating a polygon shape, thanks to which the element constitutes one form. The lower flange 2 has the shape of a hexagon, not counting the chamfer between web 1 and the lower flange 2, or an octagon, counting the bevel of the transition 6 of web 1 into the lower flange 2. The width of the lower flange 2 is greater than the width of web 1. It is important to form the internal transition 6 between web 1 in such a way and the shelves - the upper shelf 3 and the lower shelf 2, to obtain the angle of inclination of the passage 6 a, which is an acute angle and in this example is a = 30°.

Część z betonu sprężonego należy wykonać z betonu o minimalnej klasie C30/37. Maksymalny wymiar ziaren kruszywa nie powinien przekraczać 8 mm. Korzystne jest zastosowanie betonu z cementem szybkotwardniejącym. Celem lepszego powiązania betonu komórkowego oraz betonu sprężonego należy w specjalny sposób przygotować powierzchnię kontaktu obu materiałów. Dokładność wykonania belek ma istotny wpływ na nośność elementu.The prestressed concrete part should be made of concrete with a minimum class of C30/37. The maximum size of aggregate grains should not exceed 8 mm. It is preferable to use concrete with quick-hardening cement. In order to better bond aerated concrete and prestressed concrete, the contact surface of both materials should be prepared in a special way. The accuracy of the beams has a significant impact on the load-bearing capacity of the element.

Do wykonania części z betonu konstrukcyjnego zastosowano beton klasy C30/37 na kruszywie bazaltowym z cementem CEM 42,5R (klasa R szybko twardniejący). Maksymalny wymiar ziaren kruszywa wynosi 8 mm. Jako zbrojenie aktywne - zbrojenie rozciągane 5 zastosowano jeden splot sprężający siedmiodrutowy Y 1860 S7 odmiany I, klasy 2 relaksacji stali sprężającej o średnicy splotu 12,5 mm, polu przekroju 93 mm² oraz charakterystycznej wytrzymałości stali sprężającej na rozciąganie 1860 MPa, znajdujący się w odległości 3 cm od dolnej krawędzi części z betonu konstrukcyjnego. Jako zbrojenie pasywne (pręty podłużne oraz strzemiona 4 w rozstawie co 15 cm) zastosowano pręty o średnicy 6 mm ze stali klasy A-III N, gatunku B500SP. Wysokość półki górnej 3: hf = 3 cm; szerokość środnika 1: b_w = 5 cm; wysokość środnika 1: h_w = 16 cm; wysokość półki dolnej 2: hf = 4 cm; wysokość użyteczna: d = 20 cm. Kąt nachylenia przejścia 6 pomiędzy półką górną 3 i dolną 2 a środnikiem 1: a = 30°. Całkowita długość belki: L = 3,0 m. Jako element osłonowy zastosowano bloczek z betonu komórkowego BK o wymiarach 24 χ 24 χ 60 cm (szerokość b χ wysokość (h - hf) χ długość l), gęstości 600 kg/m³ oraz średniej wytrzymałości na ściskanie 3,0 MPa. Całkowita wysokość belki hybrydowej wynosi h = 27 cm.To make the structural concrete parts, C30/37 class concrete on basalt aggregate with CEM 42.5R cement (class R, quickly hardening) was used. The maximum size of aggregate grains is 8 mm. As active reinforcement - tensile reinforcement 5, one seven-wire prestressing strand Y 1860 S7 variety I was used, class 2 relaxation of the prestressing steel with a weave diameter of 12.5 mm, a cross-sectional area of 93 mm ² and a characteristic tensile strength of the prestressing steel of 1860 MPa, located at a distance 3 cm from the bottom edge of the structural concrete part. Passive reinforcement (longitudinal bars and 4 stirrups spaced every 15 cm) included bars with a diameter of 6 mm made of class A-III N steel, grade B500SP. Height of upper shelf 3: hf = 3 cm; web width 1: b _w = 5 cm; web height 1: h _w = 16 cm; height of bottom shelf 2: hf = 4 cm; usable height: d = 20 cm. The angle of inclination of the transition 6 between the upper flange 3 and the lower flange 2 and the web 1: a = 30°. Total length of the beam: L = 3.0 m. A BK aerated concrete block with dimensions 24 χ 24 χ 60 cm (width b χ height (h - hf) χ length l), density 600 kg/m ³ and average compressive strength 3.0 MPa. The total height of the hybrid beam is h = 27 cm.

Pole przekroju betonu sprężonego BS i pole betonu komórkowego BK w przekroju wynoszą odpowiednio 68,7% i 31,3% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki.The cross-sectional area of the BS prestressed concrete and the cross-sectional area of the BK aerated concrete are 68.7% and 31.3% of the total cross-sectional area of the beam, respectively.

Sposób wykonania belki:How to make a beam:

Element wykonano w technologii strunobetonowej według stanu techniki. W bloczku z betonu komórkowego BK wyciąć kształt przekroju, następnie umieścić bloczki na torze naciągowym w rzędzie, aby uzyskać żądaną długość, umieścić cięgno lub cięgna sprężające, za pomocą maszyny sprężającej naciągnąć je do projektowanej siły, zabetonować belkę wraz z zagęszczeniem mieszanki betonowej, po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości betonu przeciąć cięgna i zdjąć element z toru naciągowego.The element was made using pre-stressed concrete technology according to the state of the art. Cut out a cross-sectional shape in a BK aerated concrete block, then place the blocks on the tension track in a row to obtain the desired length, place the prestressing tendon or tendons, use a prestressing machine to tension them to the designed force, concrete the beam along with compacting the concrete mixture, after obtaining If the concrete is of sufficient strength, cut the ties and remove the element from the tension track.

Charakterystyka otrzymanej belki:Characteristics of the received beam:

Belka hybrydowa w przykładzie 1 charakteryzuje się wysoką nośnością; w stanie eksploatacji brak zarysowania elementu; sygnalizowany mechanizm zniszczenia - z uwagi na zginanie; znaczne ugięcie elementu przed zniszczeniem - możliwe do zaobserwowania ze znacznej odległości.The hybrid beam in example 1 is characterized by high load-bearing capacity; in operating condition, no scratches on the element; indicated failure mechanism - due to bending; significant deflection of the element before destruction - visible from a considerable distance.

Przykład 2Example 2

Belka hybrydowa zbudowana jest z betonu sprężonego BS uformowanego w betonie komórkowym BK. Belka jest prostopadłościenna. Belka zbudowana jest podobnie jak opisano w przykładzie 1. Na Fig. 4 przedstawiono geometrię belki hybrydowej w przykładzie 2 wynalazku. Ukształtowanie betonu sprężonego BS w przekroju poprzecznym belki ma formę dwuteownika i zawiera takie elementy jak półka górna 3 o formie prostokąta, która przechodzi w środnik 1 o kształcie prostokąta, który w dolnej części przechodzi w półkę dolną 2 otoczoną z każdej strony poza krawędzią dolną betonem komórkowym BK. Półka dolna 2 ma w przekroju poprzecznym kształt sześciokąta licząc skośne przejścia 6 pomiędzy środnikiem 1 a półką dolną 2 lub prostokąta nie licząc skośnego przejścia 6 pomiędzy środnikiem 1 a półką dolną 2. Istotnym jest takie uformowanie przejścia 6 wewnętrznego pomiędzy środnikiem 1 a półką górną 3 aby uzyskać kąt nachylenia przejścia 6 a będący kątem ostrym i wynoszącym w tym przykładzie a = 30° i pomiędzy środnikiem 1 a półką dolną 2 z kątem a = 45°.The hybrid beam is made of BS prestressed concrete formed in BK aerated concrete. The beam is cuboid. The beam is constructed similarly to that described in Example 1. Fig. 4 shows the geometry of the hybrid beam in Example 2 of the invention. The shape of the BS prestressed concrete in the cross-section of the beam has the form of an I-beam and includes elements such as the upper flange 3 in the form of a rectangle, which turns into the web 1 in the shape of a rectangle, which in the lower part turns into the lower flange 2, surrounded on all sides except the lower edge by aerated concrete. BK. The lower flange 2 has the shape of a hexagon in cross-section, including the diagonal transitions 6 between the web 1 and the lower flange 2, or a rectangle, excluding the diagonal transition 6 between the web 1 and the lower flange 2. It is important to form the internal transition 6 between the web 1 and the upper flange 3 so that obtain the angle of inclination of the transition 6 a, which is an acute angle and in this example is a = 30° and between the web 1 and the lower flange 2 with an angle a = 45°.

Do wykonania części z betonu konstrukcyjnego zastosowano beton klasy C30/37 na kruszywie kwarcytowym z cementem CEM 42,5R (klasa R - szybko twardniejący). Maksymalny wymiar ziaren kruszywa wynosi 8 mm. Jako zbrojenie aktywne - zbrojenie rozciągane 5 zastosowano jeden drut sprężający 07 (założono klasę 2 relaksacji stali sprężającej) o średnicy drutu 7 mm, polu przekroju 38,2 mm oraz charakterystycznej wytrzymałości stali sprężającej na rozciąganie 1766 MPa, znajdujący się w odległości 3 cm od dolnej krawędzi belki. Jako zbrojenie pasywne (pręty podłużne oraz strzemiona 4 w rozstawie co 18 cm - z zagęszczeniem do 9 cm w obszarze 0,5 m od krawędzi zewnętrznej podpory P) zastosowano pręty o średnicy 6 mm ze stali klasy A-III N, gatunku B500SP. Wysokość półki górnej 3: hf = 3 cm; szerokość środnika 1: b_w = 4 cm; wysokość środnika 1: h_w = 19 cm; wysokość półki dolnej 2: hf = 24 cm; wysokość użyteczna: d = 20 cm. Kąt nachylenia przejścia 6 pomiędzy półką górną 3 a środnikiem 1: a = 30°, natomiast półką dolną 2 a środnikiem 1: a = 45°. Całkowita długość belki: L = 3,0 m. Jako element osłonowy zastosowano bloczek z betonu komórkowego BK o wymiarach 24 χ 24 χ 60 cm (szerokość b χ wysokość (h - hf) χ długość l), gęstości 600 kg/m³ oraz średniej wytrzymałości na ściskanie 3,0 MPa. Całkowita wysokość belki hybrydowej wynosi h = 27 cm.To make the structural concrete parts, C30/37 class concrete on quartzite aggregate with CEM 42.5R cement (class R - quickly hardening) was used. The maximum size of aggregate grains is 8 mm. As active reinforcement - tension reinforcement 5, one prestressing wire 07 was used (class 2 relaxation of the prestressing steel was assumed) with a wire diameter of 7 mm, a cross-sectional area of 38.2 mm and a characteristic tensile strength of the prestressing steel of 1766 MPa, located at a distance of 3 cm from the lower beam edge. Bars with a diameter of 6 mm made of class A-III N steel, grade B500SP, were used as passive reinforcement (longitudinal bars and stirrups 4 spaced every 18 cm - with a density of up to 9 cm in the area of 0.5 m from the outer edge of support P). Height of upper shelf 3: hf = 3 cm; web width 1: b _w = 4 cm; web height 1: h _w = 19 cm; height of bottom shelf 2: hf = 24 cm; usable height: d = 20 cm. The angle of inclination of the transition 6 between the upper flange 3 and web 1: a = 30°, and the lower flange 2 and web 1: a = 45°. Total length of the beam: L = 3.0 m. A BK aerated concrete block with dimensions 24 χ 24 χ 60 cm (width b χ height (h - hf) χ length l), density 600 kg/m ³ and average compressive strength 3.0 MPa. The total height of the hybrid beam is h = 27 cm.

Pole przekroju betonu sprężonego BS i pole betonu komórkowego BK w przekroju wynosi odpowiednio 70,8% i 29,2% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki.The cross-sectional area of the BS prestressed concrete and the cross-sectional area of the BK aerated concrete are 70.8% and 29.2% of the total cross-sectional area of the beam, respectively.

Sposób wykonania belki:How to make a beam:

Element wykonano w technologii strunobetonowej według stanu techniki. W dwóch oddzielnych fragmentach bloczków z betonu komórkowego BK (lewy oraz prawy) wyciąć kształt przekroju, następnie umieścić bloczki na torze naciągowym w rzędzie, aby uzyskać żądaną długość, umieścić cięgno lub cięgna sprężające, za pomocą maszyny sprężającej naciągnąć je do projektowanej siły, zabetonować belkę wraz z zagęszczeniem mieszanki betonowej, po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości betonu przeciąć cięgna i zdjąć element z toru naciągowego.The element was made using pre-stressed concrete technology according to the state of the art. Cut out the cross-section shape in two separate fragments of BK aerated concrete blocks (left and right), then place the blocks on the tension track in a row to obtain the desired length, place the prestressing tendon or tendons, use a tensioning machine to tension them to the designed force, concrete the beam along with the compaction of the concrete mixture, after obtaining the appropriate strength of the concrete, cut the tendons and remove the element from the tension track.

Charakterystyka otrzymanej belki:Characteristics of the received beam:

Belka hybrydowa w przykładzie 2 charakteryzuje się wysoką nośnością; w stanie eksploatacji brak zarysowania elementu; sygnalizowany mechanizm zniszczenia - z uwagi na zginanie; znaczne ugięcie elementu przed zniszczeniem - możliwe do zaobserwowania ze znacznej odległości.The hybrid beam in example 2 is characterized by high load-bearing capacity; in operating condition, no scratches on the element; indicated failure mechanism - due to bending; significant deflection of the element before destruction - visible from a considerable distance.

Przykład 3Example 3

Belka hybrydowa zbudowana jest z betonu sprężonego BS uformowanego w betonie komórkowym BK. Belka jest prostopadłościenna. Na Fig. 5 przedstawiono geometrię belki hybrydowej w przykładzie 3 rozwiązania. Belka zbudowana jest podobnie jak opisano w przykładzie 1 i 2. Ukształtowanie betonu sprężonego BS w przekroju poprzecznym belki zawiera takie elementy jak półkę górną 3 o formie sześciokąta w przekroju poprzecznym, licząc skośne przejścia 6 pomiędzy środnikiem 1 a półką górną 3. W dolnej części belka ma półkę dolną 2 o kształcie sześciokąta licząc skośne przejścia 6 pomiędzy środnikiem 1 a półką dolną 2.The hybrid beam is made of BS prestressed concrete formed in BK aerated concrete. The beam is cuboid. Fig. 5 shows the geometry of the hybrid beam in example 3 of the solution. The beam is constructed in a similar way as described in examples 1 and 2. The shape of the BS prestressed concrete in the cross-section of the beam includes elements such as the upper flange 3 in the form of a hexagon in the cross-section, counting the diagonal transitions 6 between the web 1 and the upper flange 3. In the lower part, the beam has a lower flange 2 in the shape of a hexagon, counting the diagonal transitions 6 between the web 1 and the lower flange 2.

Istotnym jest takie uformowanie przejścia 6 wewnętrznego, aby uzyskać kąt nachylenia przejścia 6 a będący kątem ostrym i wynoszącym w tym przykładzie a = 30°.It is important to form the internal passage 6 in such a way as to obtain the angle of inclination of the passage 6 a, which is an acute angle and in this example is a = 30°.

Środnik 1 wykonany jest jako zbrojeniowa siatka zgrzewana o oczkach: 5 x 9 cm wykonana z drutów o średnicy 3 mm ze stali klasy A-III N, gatunku B500A.Web 1 is made of reinforced welded mesh with meshes: 5 x 9 cm, made of 3 mm diameter wires made of class A-III N steel, grade B500A.

Na Fig. 5 przedstawiono geometrię belki hybrydowej w przykładzie 3 rozwiązania. Do wykonania części z betonu konstrukcyjnego zastosowano beton klasy C30/37 na kruszywie kwarcytowym z cementem CEM 42,5R (klasa R - szybko twardniejący). Maksymalny wymiar ziaren kruszywa wynosi 8 mm. Jako zbrojenie aktywne - zbrojenie rozciągane 5 - zastosowano jeden drut sprężający 07 (założono klasę 2 relaksacji stali sprężającej) o średnicy drutu 7 mm, polu przekroju 38,2 mm² oraz charakterystycznej wytrzymałości stali sprężającej na rozciąganie 1766 MPa, znajdujący się w odległości 2,5 cm od dolnej krawędzi belki. Jako zbrojenie pasywne (pręt podłużny w strefie ściskanej) zastosowano pręty o średnicy 6 mm ze stali klasy A-III N, gatunku B500SP. Wysokość półki górnej 3: hf = 5 cm; wysokość środnika 1: h_w - 14 cm; wysokość półki dolnej 2: hf = 5 cm; szerokość półki górnej 3 oraz półki dolnej 2: bi = 5 cm; wysokość użyteczna: d - 21,5 cm. Kąt nachylenia przejścia 6 pomiędzy półką górną 3 i dolną 2 a środnikiem 1: a = 30°. Całkowita długość belki: L = 3,0 m. Jako element osłonowy zastosowano bloczek z betonu komórkowego BK o wymiarach 10 x24 x60 cm (szerokość b xwysokość h xdługość i), gęstości 600 kg/m³ oraz średniej wytrzymałości na ściskanie 3,0 MPa. Całkowita wysokość belki hybrydowej wynosi h = 24 cm.Fig. 5 shows the geometry of the hybrid beam in example 3 of the solution. To make the structural concrete parts, C30/37 class concrete on quartzite aggregate with CEM 42.5R cement (class R - quickly hardening) was used. The maximum size of aggregate grains is 8 mm. As active reinforcement - tension reinforcement 5 - one prestressing wire 07 was used (class 2 relaxation of the prestressing steel was assumed) with a wire diameter of 7 mm, a cross-sectional area of 38.2 mm ² and a characteristic tensile strength of the prestressing steel of 1766 MPa, located at a distance of 2, 5 cm from the bottom edge of the beam. Bars with a diameter of 6 mm made of class A-III N steel, B500SP grade, were used as passive reinforcement (longitudinal bar in the compression zone). Height of upper shelf 3: hf = 5 cm; web height 1: h _w - 14 cm; height of bottom shelf 2: hf = 5 cm; width of the upper shelf 3 and lower shelf 2: bi = 5 cm; useful height: d - 21.5 cm. The angle of inclination of the transition 6 between the upper flange 3 and the lower flange 2 and the web 1: a = 30°. Total length of the beam: L = 3.0 m. A BK aerated concrete block with dimensions 10 x 24 x 60 cm (width b x height h x length i) was used as a shielding element, with a density of 600 kg/m ³ and an average compressive strength of 3.0 MPa . The total height of the hybrid beam is h = 24 cm.

Pola przekroju betonu sprężonego BS i betonu komórkowego BK w przekroju wynoszą odpowiednio 81% i 19% całkowitego pola przekroju poprzecznego belki.The cross-sectional areas of BS prestressed concrete and BK aerated concrete are 81% and 19% of the total cross-sectional area of the beam, respectively.

Sposób wykonania belki:How to make a beam:

Element wykonano w technologii strunobetonowej według stanu techniki. Postępowanie: przeciąć bloczek z betonu komórkowego BK na pół, wyciąć kształt przekroju, umieścić po wewnętrznej stronie element nośny z uwagi na ścinanie, skleić ze sobą dwie części bloczka, następnie umieścić bloczki na torze naciągowym w rzędzie, aby uzyskać żądaną długość, zabetonować element wraz z zagęszczeniem mieszanki betonowej, po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości betonu odwrócić belkę na torze naciągowym o 180 stopni, umieścić cięgno lub cięgna sprężające, za pomocą maszyny sprężającej naciągnąć je do projektowanej siły, zabetonować belkę wraz z zagęszczeniem mieszanki betonowej, po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości betonu przeciąć cięgna i zdjąć element z toru naciągowego.The element was made using pre-stressed concrete technology according to the state of the art. Procedure: cut the BK aerated concrete block in half, cut out the cross-section shape, place a load-bearing element on the inside due to shear, glue the two parts of the block together, then place the blocks on the tension track in a row to obtain the desired length, concrete the element together with compaction of the concrete mixture, after obtaining the appropriate strength of the concrete, turn the beam on the tension track by 180 degrees, place the prestressing tendon or tendons, use a prestressing machine to stretch them to the designed force, concrete the beam with the compaction of the concrete mixture, after obtaining the appropriate strength of the concrete, cut the tendons and remove the element from the tension track.

Charakterystyka otrzymanej belki:Characteristics of the received beam:

Belka hybrydowa w przykładzie 3 charakteryzuje się wysoką nośnością; w stanie eksploatacji brak zarysowania elementu; sygnalizowany mechanizm zniszczenia - z uwagi na zginanie; znaczne ugięcie elementu przed zniszczeniem - możliwe do zaobserwowania ze znacznej odległości.The hybrid beam in example 3 is characterized by high load-bearing capacity; in operating condition, no scratches on the element; indicated failure mechanism - due to bending; significant deflection of the element before destruction - visible from a considerable distance.

Claims

1. A hybrid beam for use in construction, in which part is made of prestressed concrete made of aerated concrete, where the part made of prestressed concrete is a spatial shape containing elements such as: an upper flange, a lower flange, and in addition, the beam contains a web between, characterized in that part of the cuboid hybrid beam made of prestressed concrete (BS) is formed in aerated concrete (BK) in such a way that:

- the upper flange (3) has an oblique transition (6) and turns into a web (1) that is rectangular in cross-section, which turns into an octagonal cross-section into the lower flange (2), counting the oblique transitions (6) of the web (1) into the lower flange ( 2), surrounded on all sides by aerated concrete (BK), and at least in the web (1) there is reinforcement in the form of stirrups (4), or

- the upper flange (3) has an oblique transition (6) and passes into a web (1) that is rectangular in cross-section, which turns into a lower flange (2) that is hexagonal in cross-section, counting the oblique transitions (6) of the web (1) into the lower flange (2). ), surrounded from above and from the side by aerated concrete (BK), and the lower edge of the beam, in place of the lower flange (2), is made of prestressed concrete (BS), and at least in the web (1) there is reinforcement in the form of stirrups (4 ) or

- the upper flange (3), hexagonal in cross-section, counting the diagonal transitions (6) between the web (1) and the upper flange (3), is surrounded from the sides and bottom by aerated concrete (BK), and the upper edge of the beam in the place of the upper flange (3) ) is made of prestressed concrete (BS), and in addition, the lower flange (2) which is hexagonal in cross-section, including the diagonal transitions (6) between the web (1), is surrounded from above and on the sides by aerated concrete (BK), and the lower edge of the beam in place of the lower flange (2) it is made of prestressed concrete (BS), with the web (1) made as a reinforced welded mesh made of wires;

and in addition, the cross-sectional area of prestressed concrete (BS) is from 68.7 to 81% of the total cross-sectional area of the beam and the cross-sectional area of aerated concrete (BK) is from 31.3% to 19% of the total cross-sectional area of the beam, and furthermore in the widest part the width of the upper flange (3) and the lower flange (2), in the cross-section of the beam, is greater than the width of the web (1), and the shape of the prestressed concrete (BS) in aerated concrete (BK) is such that the internal angle a of the transitions ( 6) between the upper flange (3) and the web (1) and between the lower flange (2) and the web (1) constitutes an acute angle a of 30-50°, thus obtaining an oblique transition (6) of the web (1) into the upper flange (3) and lower (2).

2. Beam according to claim 1, characterized in that the minimum width of the web (1) in the cross-section of the beam is bw = 4 cm.

3. Beam according to claim 1-2, characterized in that the element made of prestressed concrete (BS) occupies the entire height of the beam - from the upper edge to the lower edge of the beam.

4. Beam according to claim 1-3, characterized in that the upper flange (3) and/or the lower flange (2) extends through the entire width of the beam.

5. Beam according to claim 1-4, characterized in that the lower shelf (3) is surrounded by aerated concrete (BK).

6. Beam according to claim 1-5, characterized in that the relationship between the cross-sectional area of prestressed concrete (BS) and the cross-sectional area of aerated concrete (BK) is from about 80% to about 15% of the total cross-sectional area of the beam.